KR100728758B1

KR100728758B1 - 패턴 코일 기판 및 제조방법

Info

Publication number: KR100728758B1
Application number: KR1020060027461A
Authority: KR
Inventors: 박정우; 류창섭; 이상철; 강명삼
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-06-19

Abstract

패턴 코일 기판 및 그 제조방법이 제공된다. (a) 케리어판 표면에 제1 회로패턴을 형성하는 단계, (b) 절연층에 케리어판을 적층하여, 제1 회로패턴이 절연층 내부로 매립되도록 하는 단계, 상기 케리어판을 제거하는 단계, 및, (d) 제1 회로패턴에 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 적층하는 단계를 포함하는 패턴 코일 기판 제조방법은 패턴 코일 기판의 회로패턴 단면적을 최대한 확보할 수 있게 되어 모터의 회전력을 상승시킬 수 있게 된다.

레진, 제1 회로패턴, 제2 회로패턴, 도금 레지스트층, 드라이 필름, 유닛기판

Description

패턴 코일 기판 및 제조방법{Pattern coil PCB and manufacturing method thereof}

도 1은 종래기술에 따른 진동모터의 분해 사시도.

도 2a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 패턴 코일 기판의 평면도.

도 2b는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 패턴 코일 기판의 단면도.

도 2c는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 패턴 코일 기판의 저면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 패턴 코일 기판 제조 방법의 순서도.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 패턴 코일 기판 제조 방법의 공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40: 유닛 기판 41: 케리어판

42: 시드층 43a: 도금 레지스트층

43b: 드라이 필름 44: 회로패턴

44a: 제1 회로패턴 44b: 제2 회로패턴

45: 절연층

본 발명은 패턴 코일 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 개인 휴대통신 시장이 급속도로 성장함에 따라 HHP(Hand-Held Phone)등의 수요 및 요구사항이 급증하고 있는 추세이다. 이에 시장이 원하는 수요물량 및 요구사항(제품의 소형화 및 고기능화)을 충족하기 위해서 기존의 HHP를 구성하는 부품을 현재보다 좀 더 박형의 부품으로 구성함으로써 제품의 소형화 및 그로 인한 다양한 기능을 실현할 수 있게 된다.

HHP용 진동모터는 개인 휴대통신 기기의 착신을 소리가 아닌 진동으로서 사용자에게 알려주는 필수부품으로 전류가 통하는 코일의 권선에 형성되는 힘을 사용하여 사용자에게 착신에 대한 알림을 진동으로 전해주는 기능을 한다. 하지만 시장이 성장하고 사용자의 눈높이가 높아짐에 따라 기기의 고기능화 및 소형화를 충족시키기 위해 HHP용 진동모터에도 박형화 및 저비용이 요구되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 진동모터의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 케이스(1), 편심 로터(3), 고정자(2), 고정축(21), 마그넷(22), 패턴 코일 기판(32), 중량체(33), 삽입공(34), 고정부재(35)가 도시되어 있다.

편심 로터(3)의 삽입공(34)은 고정자(2)의 고정축(21)과 결합하게 되고, 상부에 케이스(1)로 이들 구조물을 보호하게 된다. 전류가 인가되면 편심 로터(3)의 패턴 코일 기판(32)에 자기장이 발생하고, 이 자기장은 고정자(2)의 마그넷(22)의 자력과 반발력을 일으켜 회전하게 된다. 이때, 편심 로터(3)의 무게 중심이 고정축(21)을 기준으로 편심되어 있어 진동을 일으키게 된다. 진동 모터가 원하는 특성을 확보하기 위해서 주자속의 영향을 받는 실제적 모멘트(moment)에 유효한 전기자 패턴 수를 늘릴 필요가 있다.

본 발명의 목적은 경박화가 가능할 뿐만 아니라, 패턴의 단면적이 넓은 패턴 코일 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면은,(a) 케리어판 표면에 제1 회로패턴을 형성하는 단계, (b) 절연층에 케리어판을 적층하여, 제1 회로패턴이 절연층 내부로 매립되도록 하는 단계, 상기 케리어판을 제거하는 단계, 및, (d) 제1 회로패턴에 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 적층하는 단계를 포함하는 패턴 코일 기판 제조방법이 제공된다.

케리어판의 표면에는 시드층이 적층될 경우에는 상기 (a)단계는, (a1) 시드층의 표면에 도금 레지스트층을 적층하는 단계, (a2) 제1 회로패턴이 형성될 위치에 대응하여 도금 레지스트층의 일부를 제거하는 단계, 및 (a3) 상기 시드층의 표면을 도금하여 상기 제1 회로패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 공법으로 섬세한 회로 패턴을 형성할 수 있게 된다.

(d) 단계는, (d1) 절연층 상면에 드라이 필름을 적층하는 단계, (d2) 드라이 필름의 일부를 제1 회로패턴에 대응되도록 제거하는 단계,(d3) 제1 회로패턴 상부에 제2 회로패턴을 적층하는 단계를 포함할 수 있다. 본 단계에서 2겹의 회로패턴이 형성된다.

본 발명의 다른 측면은, 정류자층 상면에 절연층과 회로패턴이 형성된 패턴층이 교대로 적층되되, 회로패턴은 제1 회로패턴과 제1 회로패턴 상부에 적층된 제2 회로패턴을 포함하는 패턴 코일 기판이 제공된다.

회로패턴은 상기 절연층에 코일 형태로 매립되되, 각각의 상기 회로패턴은 비아홀을 통하여 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 패턴 코일 기판의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 패턴 코일 기판의 평면도이며, 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴 코일 기판의 단면도, 도 2c는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 패턴 코일 기판의 저면도이다. 도 2a, 2b, 2c를 참조하면, 패턴 코일 기판(32), 회로패턴(321), 정류자(322), 비아홀(323), 정류자 패턴(324), 절연층(21, 21a, 21b), 패턴층(22), 정류자층(24)이 도시되어 있다.

본 실시예는 7층의 패턴층(22)과 하나의 정류자층(24)으로 이루어진 8층의 패턴 코일 기판(32)이다. 패턴 코일 기판(32)은 절연층(21, 21a, 21b) 상면에 패턴층(22)이 교대로 적층된 형태이다. 도 2a의 평면도에 도시된 바와 같이 패턴층(22)의 회로패턴(321)은 코일 형태로 이루어져 있다. 본 실시예의 회로패턴(321)은 패턴층(22) 표면의 중심을 기준으로 60°의 각으로 이루어진 6개의 구획 내부에 코일 형태로 형성되어 있다. 한편, 각각의 패턴층(22)에 형성된 회로패턴(321)은 비아홀(323)을 통하여 전기적으로 연결되어 있다. 비아홀(323)은 이웃한 패턴층(22)의 회로패턴(321)을 전기적으로 연결할 수도 있으나, 이웃하지 않은 패턴층(22)의 회로패턴(321)을 한번에 연결할 수도 있다.

이러한 회로패턴(321)은 2개의 층으로 구성되어 있다. 하나는 제1 회로패턴(321a)이며, 다른 하나는 제2 회로패턴(321b)이다. 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 회로패턴(321a)과 제2 회로패턴(321b)은 모두 각각 이웃한 절연층(21, 21a, 21b)에 매립된 구조이다. 제1 회로패턴(321a)이 형성된 이후에 그 상부에 제2 회로패턴(321b)을 도금의 방식으로 적층하는 구조이다. 이와 같은 구조의 회로패턴(321)은 절연층(21, 21a, 21b) 내부에 매립된 구조이므로 패턴 코일 기판(32)의 강성을 증가시킬 뿐만 아니라, 단면적이 넓어 저항이 낮은 특성이 있다.

한편, 도 2c에 도시된 바와 같이 정류자층(24)은 삽입공(325)를 중심으로 일정한 영역으로 구획되어 형성된 정류자(322)가 형성되어 있으며, 이러한 정류자(322)는 정류자 패턴(324)과 연결되어 있다. 정류자 패턴(324)은 패턴층(22)의 회로패턴(321)과 비아홀(323)을 통하여 전기적으로 연결되어 있다. 도 1의 고정자(2) 에서 전류가 정류자(322)에 공급되면, 각각의 패턴층(22)에 형성된 회로패턴(321)에 자기장이 형성되고, 이러한 자기장과 고정자(2)의 마그넷(magnet)의 자기장이 상호 작용하여 도 1의 편심 로터(3)는 회전하게 된다.

한편, 절연층(21, 21a, 21b)은 접착성이 있어야 한다. 절연층(21, 21a, 21b)은 유리 섬유(Glass Fiber)등 고형 물질을 포함한 프리프레그(prepreg), 또는 고형 물질을 포함하지 않은 레진를 사용할 수 있다.

이하에서는 절연층(21, 21a, 21b)과 패턴층(22)의 적층 방법에 대해서 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 패턴 코일 기판 제조 방법의 순서도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 패턴 코일 기판 제조 방법의 공정도이다. 도 4를 참조하면, 유닛 기판(40), 케리어판(41), 시드층(42), 도금 레지스트층(43a), 드라이 필름(43b), 회로패턴(44), 제1 회로패턴(44a), 제2 회로패턴(44b), 절연층(45)이 도시되어 있다.

도 3의 S31은 케리어판 표면에 제1 회로패턴을 형성하는 단계로서, 도 4의 (a)에서 (c)는 이에 대한 공정도이다. 제1 회로패턴(44a)은 추후에 절연층(45) 내부로 매립될 부분이다. 케리어판(41)은 제1 회로패턴(44a)을 지지하는 역할을 하며, 표면에는 시드층(42)이 형성되어 있다. 시드층(42) 상면에 제1 회로패턴(44a)을 도금한다. 본 실시예에서의 케리어판(41)은 금속성 재질로서, 외력에 의하여 시드층(42)과 쉽게 분리가 가능하다. 한편, 케리어판(41)이 자체적으로 전기 전도성 이 있다면, 시드층(42) 없이 제1 회로패턴(44a)을 형성할 수도 있다.

세미 에디티브(semi additive) 공법에 따른 제1 회로패턴(44a)의 형성방법을 상세히 설명하면, 도 4의 (a)와 같이 도금 레지스트층(43a)을 노광 및 현상하여 제1 회로패턴(44a)이 형성될 부분을 제거한다. 이후 도 4의 (a)와 같이 전해 도금으로 제1 회로패턴(44a)을 적층한다. 도금이 끝나면 도 4의 (c)와 같이 박리 공정을 거쳐 도금 레지스트층(43a)을 제거한다. 한편, 도금 레지스트층(43a) 제거 후 시드층(42)를 제거하는 공정을 더 추가할 수 있다. 세미 에디티브 공법으로 제1 회로패턴(44a)을 형성하는 것이 섬세한 회로패턴 형성에 유리한 장점이 있다.

도 3의 S32는 절연층에 케리어판을 적층하는 단계로서, 도 4의 (d)는 이를 나타내는 공정도이다. 제1 회로패턴(44a)이 형성된 케리어판(41)을 제1 회로패턴(44a)이 절연층(45)에 매립되도록 적층한다. 도 4의 (d)는 절연층(45)을 케리어판(41) 사이에 두고 일괄적층하는 방법을 취하였으나, 절연층(45) 상면에 하나의 케리어판(41)을 적층하는 방식으로 순차적인 적층 공정을 취할 수도 있다.

도 3의 S33은 케리어판을 제거하는 단계로서, 도 4의 (e)는 이를 나타내는 공정도이다. 케리어판(41)은 제1 회로패턴(44a)을 임시적으로 지지하는 구조체로서, 절연층(45)에 적층된 후에는 제거된다. 도 4의 (e)에서는 제1 회로패턴(44a)이 시드층(42)으로 전기적으로 연결되어 있으나, 시드층(42)을 제거하는 에칭 공정을 추가적으로 실시할 경우에는 제1 회로패턴(44a)과 시드층(42)은 전기적으로 연결되지 않을 수 있게 된다.

도 3의 S34는 제1 회로패턴 표면에 제2 회로패턴을 적층하는 단계로서, 도 4 의 (f)에서 (i)는 이를 나타내는 공정도이다.

도 4의 (f)에 도시된 바와 같이, 드라이 필름(43b)를 적층하고, 제1 회로패턴(44a)과 대응되는 위치의 드라이 필름(43b)을 일부 제거한다. 이후 도 4의 (g)에서와 같이 도금 공정을 거쳐 제2 회로패턴(44b)를 형성한다. 도 4의 (f)와 (g) 공정은 세미 에디티브 공법에 의해서 제2 회로패턴(44b)을 형성하였다.

이후 도 4의 (h)공정은 드라이 필름(43b)를 박리하고, 도 4의 (i)에서와 같이 시드층(42)을 에칭하여 유닛 기판(40)을 완성한다. 도 4의 (e)에서 시드층(42)을 제거하는 공정을 진행 하였다면, (i)에서 시드층(42)을 제거하는 공정은 불필요하게 된다.

유닛 기판(40)만으로 패턴 코일 기판으로 사용될 수 있으나, 진동 모터가 원활하게 동작하기 위해서는 많은 수의 패턴 코일이 필요하므로, 유닛 기판(40)을 여러 개 적층할 필요가 있다. 도 4의 (j)는 4개의 유닛 기판(40) 사이에 3개의 절연판(49)을 삽입하여 일괄적층하는 예를 보여준다.

그러나, 여러 개의 유닛 기판(40) 사이에 절연판(49)을 개재하여 일괄 적층하는 방법 이외에도, 하나의 유닛 기판(40)에 절연판(49)을 적층하고, 그 상면에 도 4의 (a)에서 (i)공정도에 도시된 바와 동일한 방식으로 한 층씩 제1 회로패턴(44a)과 그 상면에 제2 회로패턴(44b)을 적층하는 방식으로 회로패턴(44)을 형성하는 방법을 취할 수도 있을 것이다.

본 발명의 기술 사상이 상술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상 술한 실시예는 그 설명을 위한 것이지 그 제한을 위한 것이 아니며, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 패턴 코일 기판의 회로패턴 단면적을 최대한 확보할 수 있게 되어 모터의 회전력을 상승시킬 수 있게 된다. 또한, 세미 에디티브 공법으로 회로패턴을 형성한다면 미세한 회로패턴을 형성할 수 있게 된다.

Claims

(a) 케리어판 표면에 제1 회로패턴을 형성하는 단계;

(b) 절연층에 상기 케리어판을 적층하여, 상기 제1 회로패턴이 상기 절연층 내부로 매립되도록 하는 단계;

(c) 상기 케리어판을 제거하는 단계; 및

(d) 상기 제1 회로패턴에 전기적으로 연결되는 제2 회로패턴을 적층하는 단계를 포함하는 패턴 코일 기판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 케리어판의 표면에는 시드층이 적층되어 있고,

상기 (a)단계는,

(a1) 상기 시드층의 표면에 도금 레지스트층을 적층하는 단계;

(a2) 상기 제1 회로패턴이 형성될 위치에 대응하여 상기 도금 레지스트층의 일부를 제거하는 단계; 및

(a3) 상기 시드층의 표면을 도금하여 상기 제1 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 패턴 코일 기판 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 (d)단계 이후에 상기 절연층 표면에 적층된 시드층을 제거하는 단계를 더 포함하는 패턴 코일 기판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 (d) 단계는,

(d1) 상기 절연층 상면에 드라이 필름을 적층하는 단계;

(d2) 상기 드라이 필름의 일부를 상기 제1 회로패턴에 대응되도록 제거하는 단계;

(d3) 상기 제1 회로패턴 상부에 상기 제2 회로패턴을 적층하는 단계를 포함하는 패턴 코일 기판 제조방법.
정류자층 상면에 절연층과 회로패턴이 형성된 패턴층이 교대로 적층되되,

상기 회로패턴은 제1 회로패턴과 상기 제1 회로패턴 상부에 적층된 제2 회로패턴을 포함하는 패턴 코일 기판.
제5항에 있어서,

상기 회로패턴은 상기 절연층에 코일 형태로 매립되되, 각각의 상기 회로패턴은 비아홀을 통하여 전기적으로 연결되는 패턴 코일 기판.